Una rata carótida lesión con el balón modelo para probar Terapéutica Remodelación Anti-vasculares
Summary
The rat carotid balloon injury model described below allows researchers to evaluate drugs or therapeutics that negate injury-induced arterial hyperplasia. Detailed pre-surgical preparation, surgical procedure, and post-surgical cares of the animal are described.
Abstract
The rat carotid balloon injury is a well-established surgical model that has been used to study arterial remodeling and vascular cell proliferation. It is also a valuable model system to test, and to evaluate therapeutics and drugs that negate maladaptive remodeling in the vessel. The injury, or barotrauma, in the vessel lumen caused by an inflated balloon via an inserted catheter induces subsequent neointimal growth, often leading to hyperplasia or thickening of the vessel wall that narrows, or obstructs the lumen. The method described here is sufficiently sensitive, and the results can be obtained in relatively short time (2 weeks after the surgery). The efficacy of the drug or therapeutic against the induced-remodeling can be evaluated either by the post-mortem pathological and histomorphological analysis, or by ultrasound sonography in live animals. In addition, this model system has also been used to determine the therapeutic window or the time course of the administered drug. These studies can leadto the development of a better administrative strategy and a better therapeutic outcome. The procedure described here provides a tool for translational studies that bring drug and therapeutic candidates from bench research to clinical applications.
Introduction
La angioplastia es un procedimiento endovascular utiliza para ensanchar las arterias estrechadas u obstruida resultantes de condiciones patológicas tales como la aterosclerosis. Una complicación frecuente de la angioplastia es la hiperplasia neointimal post-operativa, o restenosis, que se produce debido a las lesiones quirúrgicas y la remodelación vascular inducida por la inflamación posterior. Estas condiciones conducen a la proliferación de células lisas vasculares, y múltiples consecuencias fisiopatológicas 1-3. hiperplasia neointimal re-aumenta la densidad del buque, y se produce en hasta el 60% de los pacientes post-angioplastia dentro del primer año. Por lo tanto, la reestenosis es un importante revés del procedimiento de angioplastia ampliamente usado 4. Aunque la implantación del stent fármaco-elución puede ayudar a prevenir la reestenosis, los candidatos solamente seleccionados pueden someterse a este procedimiento costoso 5.
Estudios en animales y clínicos han establecido que la inflamación crónica generada por Vasculesiones lar y / o herida quirúrgica sirve como el principal estímulo para el crecimiento neointimal 2,4 post-angioplastia. Las carótidas de rata lesión con el balón modelo imita la situación clínica y por lo tanto sirve como un sistema modelo valioso para identificar factores celulares que involucran en el remodelado vascular y la proliferación de células vasculares 6-9. Este sistema modelo es también una herramienta muy útil para evaluar y / o pantalla de medicamentos y reactivos terapéuticos que inhiben el crecimiento neointimal en estudios de traducción preclínicos 10-14.
En comparación con el modelo de alambre de la carótida murino lesiones 15 y el modelo de lesión de alambre arteria femoral murino 16, el modelo de lesión por balón de la carótida de rata tiene la ventaja de ser suficientemente grande en tamaño para la facilidad de procedimiento quirúrgico que facilita la reproducibilidad de la lesión infligida. Se puede proporcionar un número mayor de células primarias (por ejemplo, células de músculo liso vascular, células endoteliales) para Additional estudios in vitro para delinear el mecanismo molecular que regula la remodelación vascular. Es importante destacar que, en comparación con ratones, ratas también son conocidos para ser un mejor modelo para los estudios fisiológicos y toxicológicos 17. A pesar de una desventaja o limitación del modelo de rata es la falta de modelos modificados y knockout de genes genéticos, esta desventaja puede ser superada por la disponibilidad de la secuencia genómica de la rata y el reciente desarrollo de potentes herramientas de edición genómicas tales como la tecnología-CAS CRISPR que hace la posible manipulación de grandes gamas de secuencias genómicas de diferentes sistemas de modelos 18,19.
Aunque el modelo de lesión con el balón rata ha sido utilizado por varios laboratorios y varios protocolos integrales han sido publicados 20,21, este protocolo tiene como objetivo proporcionar más detalles en los preparativos antes de la cirugía y puede guiar a los investigadores nuevos a este procedimiento para configurar esta práctica quirúrgica. También hacemos hincapié en el cuidado post-operatorio de tél los animales que no sólo permite que los análisis post-mortem y patológicos histomorphological de los efectos terapéuticos sobre la remodelación arterial, sino también los estudios de ultrasonido ecográficos de animales vivos 13,22.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ha habido dos métodos utilizados para inflar el globo a fin de generar la lesión que quita el endotelio mural en la luz arterial carótida. Una de ellas es para llenar la jeringa unida con el líquido 20, y el otro es el uso de presión de aire 21. Nosotros preferimos utilizar la jeringa llena de líquido porque se utilizará el volumen de líquido exacta (0,02 ml) para cada procedimiento. Esto hace que una inflación precisa y reproducible del globo, lo que lleva a un nivel similar de la lesión…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The work was supported by the intramural research program of the NIH, National Institute on Aging, and by a Priority Research Centers Program grant from the National Research Foundation (NRF-2009-0093812) funded by the Ministry of Science, Information and Communication Technology, & Future Planning, the Republic of Korea (H.T.). We thank Dr. Han-sol Park for putting “material” part together for the manuscript.
Materials
| 2 F Fogarty balloon embolectomy catheter | Edwards Lifesciences |
| Standard scalpel | Fine Science Tools |
| Small curved forceps (Large radius Dumont#7shanks curved) | Fine Science Tools |
| Large, medium and small micro-scissors | Roboz |
| Needles (20 G) | TycoHealthcare |
| Micro-surgery forceps with micro-blunted atraumatic tips | Fine Science Tools |
| Atraumatic straight small arterial clamps | Fine Science Tools |
| Retractor with maximum spread 5.5 cm long blunt teeth | Fine Science Tools |
| Silk suture (4.0 and 6.0 ) | Fine Science Tools |
| Syringe (1.0 ml) | BD |
| Curity gauze sponges | AllegroMedical |
| Cotton tip applicators sterile and non-sterile | Puritan Medical Products |
| Compact hot bead sterilizer | Fine Science Tools |
| Self-regulating heating pad | Fine Science Tools |
| ADS200 anesthesia system/ventilator | Paragon Medical |
| Isoflurane (forane), liquid form | Baxter |
| Sodium chloride 0.9% (Saline) | Hospira |
| Buprenex (buprenorphine) | Reckitt Benckiser Healthcare (UK) Ltd. |
| 70% alcohol | Fisher |
| 1: 10 Betadine | Fisher |
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